Российские учёные и инженеры завершают важный проект
Ростовские учёные университета путей сообщения и специалисты инновационной компании ТрансИнТех, совместно со специалистами Дирекции тяги ОАО «РЖД», АО «Новочеркасский электровозостроительный завод» подошли к решающему этапу испытаний новой, с виду небольшой системы для железнодорожных локомотивов, которая в перспективе может привести к существенному изменению всей работы локомотивного хозяйства.
Российская наука пока опережает в этой важной для железнодорожников области своих ближайших конкурентов – японских, американских, европейских и китайских исследователей.
Ростовские учёные придумали, как локомотивы и железные дороги могут обойтись без, казалось бы, необходимой своей части. Речь идёт не о рельсах или электричестве, а о… песке. Мало кто, кроме специалистов, в курсе, но только на БАМе и Транссибе в год локомотивы расходуют примерно 450 тысяч тонн песка для того, чтобы тормозить и преодолевать сложные участки пути. Внутри каждого локомотива для этого есть специальные отделения, которые в среднем вмещают по 3 тонны песка, и их регулярно приходится заполнять. Песок, с помощью специального механизма подается под каждое колесо и повышает сцепление колёсных пар локомотивов с рельсами, стабилизируя силу тяги и ускоряя торможение составов. Это особенно важно в сложных погодных условиях, например, во время дождя, снега или наледи. И по всем инструкциям песок необходим при экстренном торможении.
Идея ученых ростовского университета путей сообщения и специалистов «Трансинтеха» до минимума снизить, а в идеале – полностью отказаться от применения песка локомотивами. Для этого они придумали устройство активации трения, содержащее прижимные колодки, которые наносят на поверхность колеса слой композитного материала, повышающего сцепление колесных пар локомотивов с рельсами, при этом, в сравнении с нынешним способом повывшения сцепления между колесом и рельсом, расход песка становится минимальным – объяснил один из руководителей проекта профессор Игорь Майба.
По его словам, работы над приспособлением велись более 20 лет. В 2020 году учёные официально запатентовали своё изобретение и предложили его внедрить в локомотивном хозяйстве. Заместитель генерального директора ОАО РЖД, руководитель дирекции тяги, Олег Сергеевич Валинский лично поддержал проект, принял в нем непосредственное участие не только как руководитель, но и как ученый. Уже в конце 2020 года после глубокой проработки всеми причастными организациями получили разрешение ОАО «РЖД» на его опытную апробацию, а уже в 2021-м начались первые «полевые» испытания устройства, на новом электровозе «Ермак», изготовленном на Новочеркасском локомотивостроительном заводе. Вскоре к работам подключился крупнейший российских производитель локомотивов – АО «Трансмашхолдинг», а испытания начали проводиться именно на Восточном полигоне РЖД. Это едва ли не самый климатически сложный регион железных дорог и точно – самый экономически важный. Дело в том, что именно через БАМ и Транссиб идёт грузовое сообщение с Китаем, теперь – основным покупателем российских ресурсов. Например, угля с Кузбасса. Тамошние железнодорожные пути уже сейчас перегружены, и любая модернизация работы там сейчас более, чем важна.
Сейчас испытания переходят в решающую фазу. «Экономисты РЖД говорили нам – докажите эффективность устройства, и тогда мы будем обсуждать его повсеместное внедрение. С помощью “Трансмашхолдинга» опытная группа локомотивов в 2022 году увеличилась до 11 единиц. Поездные испытания на Восточном полигоне завершаются в конце декабря. Если работа нашего устройства в зимнем сибирском климате докажет свою эффективность, уже в 2024 году можно будет предлагать РЖД серийное «перевооружения» российских локомотивов”, – рассказывает Игорь Майба.
Учёный пока осторожен даже в своих мечтах: он говорит, что новые системы сначала логично будет устанавливать на новые, производящиеся сейчас локомотивы (на первом этапе - около 30 в год), под контролем квалифицированных специалистов.
«Модернизация старых локомотивов – «тонкая» история. Целесообразно её делать во время среднего или капитального ремонта локомотивов, который проводится по регламентам примерно через шесть лет их эксплуатации. Как произойдет адаптация нашего устройства на уже поработавшей технике с ранними версиями программного обеспечения, насколько качественно его смогут установить в условиях локомотивного
депо – вопрос непростой, требующий серьезной проработки», – говорит он.
Результаты прошлогодних испытаний показали, что эффективность сцепления колёс с рельсами с устройствами активации трения увеличивалась на 15%, при этом существенно улучшаются качественные показатели эксплуатации локомотивов, устраняются внеплановые заходы на экипировку песком, сокращается время экипировки, повышается производительность локомотивов. Но и это не самое важное.
Если изобретение удастся массово внедрить, может существенно повыситься пропускная способность дорог, за счет снижения времени ремонтных работ по очистке балласта пути от «запесочивания». При этом уменьшатся расходные статьи РЖД по ремонту пути, по закупке того самого «локомотивного» песка, по содержанию пунктов экипировки локомотивов песком и по простою локомотивов. Только для БАМа и Транссиба речь идёт о десятках миллиардах рублей экономии в год.
Но и тянуть с внедрением устройства, похоже, опасно. У российских инженеров и ученых есть серьезные зарубежные конкуренты, которые активно работают над созданием и внедрением аналогичных систем. «Сейчас нам удалось коллег из этих стран обойти. Они пока не применяют схожие разработки на уровне внедряемого нами проекта, воспринимают аналогичные устройства как часть системы дисковых тормозов локомотивов, а не как комплексное решение по повышению эффективности локомотивов и перевозок», – говорит Игорь Майба.
Он предполагает, что в недалекой перспективе за этапом внедрения систем активации трения, наступит следующий этап - этап модернизации российских локомотивов, направленный на изменение конструкции их узлов и агрегатов, повышения мощности двигателей локомотивов, способных работать при более высокой нагрузке и другие усовершенствования. Впрочем, это уже не о разработках, а об отдалённых перспективах. О них в деталях пока не готовы говорить ни учёные, ни в РЖД.
